指導學生運用高級思維過程進行高一化學學習的研究

摘要：指導學生運用高級思維過程：即問題的確定、程序的選擇、信息的表征、策略的形成、資源的分配、問題解決的監控、問題解決的評價去自主地進行高一化學學習。

關鍵字：高級思維過程；高一化學；自主學習

文章編號：1005－6629(2007)07－0001－04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

上海市二期課改新教材于2006年9月在高一全面鋪開。之前，我校并不是二期課改的試點校。今年，對于每一位教高一的化學老師來講，都面臨著熟悉教材結構、教學內容，落實新的觀點，采用新的教學方法、教學手段，重新備課的重任。

1 研究的背景

在第一章的教學中，教師需要在講課時增加很多知識性的內容。要引入物質的量（在教材中以資料庫的形式出現，其實每個班上只有4、5位同學在初中接觸過物質的量），并要求學生會熟練地運用物質的量的概念來理解宏觀世界的質量和微觀世界中微粒數的關系，會用物質的量來進行計算，包括過量計算。進一步整理物質的分類和物質的變化。且第一章中無實驗，一上來就是長達10頁的原子結構探究史。

“三年前，在全區對試點教材使用一個月后的情況調查中，學生把化學列為最不受歡迎的課”。教研員如實說。

進入第二章——“開發海水中的鹵素資源”，我發現學生學習知識的份量并沒有減少，且全為新課。從基本概念和基本理論來看，涉及到電離理論，氧化還原理論，離子反應方程式中的置換和復分解反應的書寫。從元素化合物來看，涉及到氯、溴、碘單質的物理和化學性質，制備及用途，漂粉精和水的消毒，鹽酸和氫氧化鈉的制備、性質及用途，氟的單質和氟化氫的性質（補充），鹵素性質的遞變規律。從實驗探究來看，涉及到學生實驗：粗鹽提純和從海帶中提取碘；教師演示實驗：電解飽和食鹽水；課內探究實驗：氯氣的性質，實驗室制氯化氫氣體的氣體實驗室制法規律，比較氯、溴、碘的化學活潑性。從計算來看，涉及到氣體摩爾體積。

而原本在一期教材中，要在高一第四章才學習鹵素。其間，不涉及到電解，離子反應方程式的概念和正規書寫（盡管在課本中也出現離子反應方程式），氫氧化鈉的性質，粗鹽提純和從海帶中提取碘，電解飽和食鹽水，氣體摩爾體積。但是多了化學鍵中的離子鍵和共價鍵。

比較而言，知識量還是較原先多，且分散，涉及到高中階段許多重要的基本概念和理論，鹵族元素牽涉到很多的方程式，實驗份量的加大，溶解、過濾、萃取、升華、蒸餾、蒸發、結晶、洗氣、干燥等實驗操作及氣體實驗室制法的完整流程與比較。

2問題的提出

一般而言，初三學生對化學的興趣是濃厚的，因為初三有許多的化學實驗，且研究的物質形象、具體，理論內容較少，學習時間較充裕。

進入高中，總的課業負擔加重，科目多。就化學而言，難度提高，知識容量大，探究內容多。對于一所首批被評為上海市實驗性示范性學校的高一新生而言，他們中的大多數人希望能盡快找到適合自己的學習化學的方法，并有針對性地找到基本概念、理論、元素化合物、實驗、計算學習中的對策；他們中的少部分人會思考如何能進一步利用課內外時間，去整理自己對于化學每一章的學習，做到章章清；他們中的更少一部分人能較清醒地知道自己面臨的問題，并提出改進的措施。但他們每個人都渴望能在較短的時間內，適應高中的化學學習，跟上且保持較高的學習興趣；希望能盡快體驗化學學習的成功感，體驗自己付出背后的喜悅。

如何幫助他們去實現？

如果光靠老師講；光靠面上的課內提問方式、提問內容的改進；靠一些實驗和技術手段的支持；靠老師的歸納，學生課外沒有思考、總結，沒有一種好的思維方式；沒有充分發揮班級主體能動性的話，似乎很難達到我校希望看到的“以學生可持續發展發展為本，讓每個學生在創造實踐中成長”的培養目標。

于是，我想到了斯騰伯格（Robert J.Sternberg）的思維三元理論，其思維三種方式背后的高級思維過程，我可以試著指導學生運用高級思維過程，進行高一化學的學習。

3 研究的理論體系——高級思維過程

考察斯騰伯格的三元智力理論[1]，斯騰伯格認為智力是批判的、創造的和實用的信息加工過程三者的平衡，它們分別表現為批判—分析性思維、創造—綜合性思維和實用—情境性思維。而在三種思維方式的背后，思維技巧只有一套，這就是高級思維過程。高級思維過程究竟包含哪些內容？關于這個問題心理學家爭論了幾十年，基本達成了共識，它包括以下七種技能：問題的確定、程序的選擇、信息的表征、策略的形成、資源的分配、問題解決的監控、問題解決的評價[2]。

問題的確定：在這個階段，你不僅要確定問題的存在，還要定義這個問題到底是什么。

程序的選擇：要想順利地解決一個問題，必須選擇或找出一套適當的程序。

信息的表征：運用智力解決問題的時候，個體必須把信息表述為有意義的形式，這種表述既可以是內部的（在頭腦中），也可以是外部的（以書面的形式呈現）。

策略的形成：在選擇程序和表征信息的過程中，必須同時形成一些策略，策略按照信息進行表征的先后，把一個個程序按順序排列起來，形成步驟。

資源的分配：實際解決問題時，時間與資源都是有限的。

問題解決的監控：解決問題的進程中，我們必須隨時留意：已經完成了什么，正在做什么和還有什么沒有做。

問題解決的評價：這項技能包括：能夠察覺反饋，并且把反饋轉化為實際行動。

4 研究的兩個層次

從2006年9月接手新高一開始，我在自己教的三個平行班中進行了第一層次的研究。隨后，有意識地選取其中一個班級進行了第二層次的研究。

4.1（2006.9—2007.1）：指導學生了解、初步運用高級思維過程進行學習。

4.1.1 改變提問方式，突出思維過程，從局部指導學生了解、初步運用高級思維過程

保證在每節課上有2—3個這種充分展示學生思維容量、思維復雜過程的“對話式”提問。例如：你對這個問題是如何想的？—完整的思維過程，你為什么會想到這？—之前的一些經驗。在通過其他同學的點評、思維的碰撞、潛意識的交流后，例如：你覺得他的看法如何？—對其他同學的點評，你的看法如何？—展示自己的思考過程，你覺得他的看法和你有什么不同？—思維的碰撞，提示自我反思，我們以后能否仿照他的思考方法？—意識到思維的復制，他的思考方法好在哪里？—抓住思維的關鍵點，提高元認知監控。

4.1.2 選取部分章節，從整體上指導學生了解、初步運用高級思維過程

例如：在第一章的第一節，整整十頁的內容列舉了從古代原子論到近代原子論的八位科學家（古代稱為思想家）的觀點，其中又以湯姆孫的葡萄干面包模型和盧瑟福的行星結構模型為重點。

可以試想，如果讓一位高一新生通過課內閱讀，或課外查資料的方法去了解所有八位科學家（古代稱為思想家）的觀點，對于絕大多數學生來說，那會是枯燥乏味的，且人單力薄。如果通過老師一人上課津津樂道地講，一方面對教師的要求很高，另一方面即便講得很好，學生的能力如何體現？學生的思維過程又如何提高呢？

為此，我把全班40人分成四組，每人“認領”一位科學家（其中，湯姆孫和盧瑟福兩位科學家一組各有兩人負責），按照老師的要求（見下表：“探究原子”教師評分）進行自主研究。這樣，每位科學家就至少有四位同學在研究。這為課堂交流創造了條件，也便于老師去指導同學了解、初步運用高級思維過程，并評價他們運用的情況。

以下是我提前一周發給每位學生的評分表，并要求他們當場貼在本子上，回去自行完成2、3兩部分及自我評分欄，并自取題目，在全部課內的交流結束后交上來。

你對本次研究的看法：

圍繞整個評分內容的設計，我首先告訴學生你需要做什么。在這個過程中，讓他們去體會這七大技能。包括：

問題的確定：你研究的科學家，他的研究成果很多，什么是我們需要的？

程序的選擇：你通過何種途徑去了解科學家在探究原子結構中的成就？

信息的表征：在你的頭腦中，他的成果是什么？在你的書面表達中，以何種形式去說明，包括題目的選定。

策略的形成：在一周的時間內，從一無所知到最終落筆，你應該做什么？怎樣做到最好。

資源的分配：如何分配時間，提高效率。

問題解決的監控：你都做了些什么？什么還沒有做，或做得不夠好。

問題解決的評價：在聽完了同伴的交流后，你可以自行修改。同時給自己打分。

在之后的兩周內，我時常去了解學生研究的進展，指導他們完善思考過程。

4.2(2006.11—2007.1)：進一步引導學生從整體上運用高級思維過程進行學習。

在期中考試過后，我選取了成績相對不理想的一個班進行了第二層次的研究，即按照老師的要求，進一步運用高級思維過程自主進行章節反思的研究。

以第二章“開發海水中的鹵素資源”為例，我制訂了以下書寫要求和評分標準：（書寫要求和評分標準均提前兩周發）

4.2.1 書寫要求（貼在本子上，以作業形式上交）

4.2.1.1寫出本章你認為重要的內容，對每一內容形成自己學習的知識體系。（至少四點）

4.2.1.2 在每一點重要的內容后面，自選題目， 并自行解答（至少八題）

4.2.1.3寫出本章我認為最難學習的地方，并提出解決辦法

4.2.2 評分標準（針對上述五項評分內容，面向全班公布）：

4.2.2.1 能寫出重點：

完全符合A

基本符合B

不符合C

4.2.2.2 能形成相關內容的知識體系：

有自己獨特的理解思路，可供大家學習A

能形成自己的理解思路，有一定的推廣價值B

基本能形成自己的理解思路，但無推廣價值C

不能形成自己的思路，照抄筆記或參考書D

4.2.2.3 題目與內容匹配：

題目與內容十分相關，有代表性，綜合性，有推廣價值A

大部分題目與內容相關，有一定的代表性、綜合性B

題目與內容基本不相關，無一定的代表性C

4.2.2.4能寫出自己的困惑

最后評分通過老師觀察，與先前的練習、上課情況、月考、測驗及考試掛鉤

4.2.2.5能提出解決辦法

最后評分通過老師觀察，與先前的練習、上課情況、月考、測驗及考試掛鉤

4.2.3評分結果

總評在五位同學代表及老師的評分基礎上，取平均得出。

最后，我把學生提到的重點、難點進行了整理和排序，并告訴學生。針對共同的難點，進行了全班交流。同時，我把學生整理得好的知識體系匯編，進行課堂交流，印發給每一個人。并把有代表性的題目按知識點，有層次地進行匯編，印發給每一個人。

5研究的結果

在一學期的研究中，我能從學生的一言一行中感受到他們對化學的喜愛，對老師的尊重。

5.1 學生喜歡化學

在化學的課堂中，學生覺得充滿了趣味與挑戰。例如，在做完實驗“從海帶中提取碘”后，我針對能看到溶液呈藍色和有紫紅色現象的組較少的情況，設計了以下提問：你們為什么沒有看到這些現象？你通過怎樣的操作看到了現象？你們的啟示是什么？有什么建議可以提供給我們的？其他組聽后的想法是什么？同學們的反應異常踴躍，他們普遍提到了提取液中碘離子濃度小，淀粉和氯水加入的次序以及氯水的加入量等本質性問題。這當中，成功的組很善于用形象的語言，夸張的動作來表示他們的喜悅；不成功的組也很注重傾聽，并不斷地提出反駁，表明自己同樣的操作，為何沒有看到現象等。在同伴間、師生間的討論中，我看到了他們在程序選擇、信息表征、策略形成、資源分配、問題監控和問題評價中的思維過程，看到了他們更細節化的，更高層次的思維呈現。

在做完1.1節的研究后，學生在對本次研究的看法中寫道：

“我在一節課內知道了六位科學家的貢獻，感受到了他們偉大的創舉和蘊涵其中的科學精神。”

“通過電腦顯示貝克勒爾發現放射性的實驗，這主意不錯。”

“我了解了原子結構的新發現，增長了見識。”

5.2學生有成功的體驗

剛接班時，我教的三個平行班（三、四、五）的化學均分比其它平行班高了3分，與理科班相差12分。（見表一）

在期中考試時，我教的三個平行班（三、四、五）的化學均分比其它平行班高了7分，與理科班相差10分。（見表二）

在第二層次的研究中，期中考試成績不理想的五班在做完第二章的章節反思后，在月考二（全部為第二章內容）中，成績一躍而上，反超四班5分，與三班并列。三個平行班的化學均分與平行班拉大到8分，與理科班縮小到7分。（見表三）

三班同學有了趕超二班的決心。四班盡管暫時落后，但非常渴望老師采用五班的方法，通過自主章節反思來運用高級思維過程進行學習。

在期終考試時，我教的三個平行班的化學均分比其它平行班高了12分，與理科班相差 8分。其中，三班已超過了二班。（見表四）

5.3 學生能較自覺地運用高級思維過程進行學習

在課堂中，更多的學生會冒出這樣的話：“你怎么會想到的？”“你的思考過程是什么？”“我這樣做不好在哪里？”

在課堂中，學生更關注老師的上課，他們渴望抓住每章的重點，渴望知道老師是如何形成自己的知識體系，如何思考問題的。

在課外，學生更加相信同伴的力量，求教于廣泛的教學資料。他們渴望看到自己匯編的題目，渴望看到自己整理的知識體系被大家采用。

6研究后的階段反思

6.1 要激起全體學生對于化學學習的興趣

高級思維過程的運用直接來源于學生對問題的興趣點。當然間接地，也有對成績的關注。作為教師，應該更關注前者。運用一切可利用的資源：一段海水資源的影音資料、一則發明伏打電池的故事、一個碳的同素異形體性質截然不同的事實、一幕燃料不充分燃燒的場景、一段新制氯水使碘化鉀淀粉溶液變蘭又褪色的演示實驗等，來激發學生探究的欲望。

6.2 教師的付出直接關系到研究的成果

教師要通過形象的語言，生動的例子，甚至是言傳身教向學生描述、展示高級思維過程的各個環節；教師要關注、指導學生運用高級思維過程，不光在課內，更要在課外對學生進行悉心輔導；教師要做有心人，去引導學生展開積極的思考，并鼓勵，表揚其思維的閃光點；教師要及時總結、推廣同學在思維過程中形成的學習策略。這一切，需要我們付出很多。

參考文獻：

[1]R.J.斯騰伯格(俞曉琳等譯)．超越IQ——人類智力的三元理論[M]．上海：華東師范大學出版社，2000.

[2]R.J.斯騰伯格等(趙海燕譯)．思維教學[M]．北京：中國輕工業出版社，2001：33-42.